[发明专利]过滤同多糖的方法

说明书

本发明涉及一种使用对称管状膜过滤包含葡聚糖和生物质的含水发酵肉汤的改进方法。

在天然存在的石油中，石油存在于多孔储集岩的开孔中，所述储集岩通过非渗透性覆盖层覆盖与地面隔离。所述开孔可为极细的开孔、毛细管、孔等。细孔颈可具有例如仅约1μm的直径。除石油(包括天然气级分)之外，油藏包含含有或多或少盐的水。

在石油开采中，区分为一次采油、二次采油和三次采油。在一次采油中，在井钻入油藏中之后，石油由于油藏的自身压力而自发经由该井流至地面。取决于油藏类型，借助一次采油通常仅可开采油藏中存在的石油量的约5-10％，其后特性压力不再足以开采。在二次采油中，油藏中的压力通过注入水和/或蒸汽而维持，但是即使借助该技术也不能完全开采石油。三次石油开采包括其中使用合适的化学品作为采油助剂的方法。这些包括“聚合物驱替(polymer flooding)”。在聚合物驱替中，代替水将增稠聚合物的水溶液经由注入井注入石油油藏中。与使用水或蒸汽相比，这能够进一步提高产量。

对于聚合物驱替，已经提出许多不同的水溶性聚合物，合成聚合物如聚丙烯酰胺或包含丙烯酰胺和其他单体的共聚物以及天然来源的水溶性聚合物。

对于聚合物驱替，一种重要的天然来源的聚合物种类由衍生自葡萄糖的支化同多糖形成。由葡萄糖单元构成的多糖也已知为葡聚糖。所述支化同多糖具有由β-1,3-连接的葡萄糖单元构成的主链，其根据统计学大约每3个单元与另一葡萄糖单元以β-1,6-糖苷方式连接。该类支化同多糖的水溶液具有有利的物理化学性质，使得它们特别适合于聚合物驱替。

具有所述结构的同多糖由多种真菌菌株，例如由担子菌纲裂褶菌(Schizophyllum commune)分泌，其表现丝状生长并且在生长期间分泌具有从约2至约25*10⁶g/mol的典型分子量M_W的上述结构的同多糖(俗名裂裥菌素)。还可提及由齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)分泌的上述结构的同多糖(俗名：小核菌葡聚糖)。

通过真菌菌株的发酵和随后发酵肉汤的过滤制备包含β-1,3-连接的葡萄糖单元的支化同多糖的方法是已知的。然而，迄今为止通过发酵制备同多糖的工业方法的限制因素为必须要过滤大量的发酵肉汤。已知在甚至8g/l的低浓度以上，葡聚糖形成高粘度的凝胶，其仅能在工业上困难地处理。因此，对葡聚糖的大量需求不能通过在发酵过程中获得较高浓度的葡聚糖而满足。相反，必须提高发酵肉汤本身的量。这使得必须过滤大量的发酵肉汤。然而，迄今为止已知的过滤方法并不适合用于过滤大量的发酵肉汤，这是因为它们在过滤过程中仅可在10kg/h/m²或更低的平均通量下操作。

EP 271 907 A2和EP 504 673 A1公开了用于制备由β-1,3-连接的葡萄糖单元构成的支化葡聚糖的方法和真菌菌株。制备通过菌株在搅拌和通气下的分批发酵进行。营养培养基基本由葡萄糖、酵母提取物、磷酸二氢钾、硫酸镁和水构成。聚合物由真菌分泌至含水发酵肉汤中，并且最后由包含生物质的发酵肉汤分离，例如通过离心或过滤分离出聚合物水溶液。

“Udo Rau，“Biosynthese，Produktion und Eigenschaften vonPilz-Glucanen”，Habilitationsschrift，Technical University of Braunschweig，1997，第70-95页”描述了通过连续或不连续发酵制备裂裥菌素，其中裂裥菌素的分离可借助交叉流动过滤进行(在上述引文中，第75页)。为了分离细胞物质，测试具有0.5μm、2μm、10μm和20μm的开孔的多种不锈钢膜。

“Udo Rau，“Biopolymers”，A.Steinbüchel编辑，第6卷，第63-79页，WILEY-VCH publishers，New York，2002”描述了通过连续或不连续发酵制备裂裥菌素。对于分离不含细胞和不含细胞碎片的裂裥菌素推荐离心和交叉流动微滤(在上述引文中，第78页，第10.1段)。其中对于交叉流动微滤提出使用来自Krebsoege(现为GKN)的具有10μm的开孔尺寸的烧结不锈钢膜。

WO 2003/016545 A2公开了使用齐整小核菌制备小核菌葡聚糖的连续方法。对于纯化，描述了使用具有20μm的开孔尺寸的不锈钢过滤器以至少7m/s的跨过滤器流动速度的交叉流动过滤。